Komponen penting bernama mikroprosesor biasa disebut dengan CPU (Central Processing Unit). Bentuknya adalah kepingan silikon yang berukuran kecil namun mengandung puluhan ribu transistor termasuk banyak komponen elektronik lainnya.
Prosesor merupakan komponen yang penting dalam sistem komputer. Bersama dengan memori, prosesor berfungsi sebagai pengingat dan mesin proses. Mengikuti dasar Hukum Moore, komponen ini berkembang terus dari zaman ke zaman.
Mulai dari ‘driver’ sebuah kalkulator kemudian menjadi komponen penting berbagai jenis komputer. Mulai dari sistem di ‘mainframe’ yang paling besar hingga ke komputer kecil yang seukuran tangan. Dalam artikel ini akan dibahas berbagai hal penting untuk memahami pentingnya komponen kecil ini.
Komponen dalam Mikroprosesor
Seperti yang disebutkan di atas, di dalam komponen ini terdapat banyak komponen kecil yang saling mendukung kinerjanya, yaitu:
- Register Array: merupakan tempat penyimpanan sementara bagi semua data, instruksi, kode dan bit status untuk beragam operasi. Ukurannya beragam seperti 16 bit, 32 bit, 64 bit dan lainnya.
- Algoritma dan Logic Unit (ALU): bagian yang mengerjakan perintah logika serta operasi aritmetika.
- Timing dan Control Unit: bagian yang mengambil dan membaca sandi instruksi dari memori program agar prosesor bisa melaksanakan instruksi tersebut.
Fungsi Mikroprosesor
Fungsi utama komponen ini adalah untuk mengendalikan seluruh kerja sistem, yaitu:
- Menerima instruksi dan data dari memori
- Memindahkan data baik dari atau ke memori
- Mengirim sinyal kendali dan juga menerima sinyal interupsi
- Mengatur waktu pada siklus kerja sistem
- Mengerjakan berbagai fungsi aritmetika dan logika
Cara Kerja
Seperti yang disebutkan di atas, mikroprosesor terdiri dari tiga bagian utama yaitu Register Array, ALU, dan Control Unit (Unit Pengendali). Ketiga bagian tersebut kemudian dihubungkan dengan unit INPUT yaitu keyboard dan sensor.
Bukan itu saja, tapi juga terhubung dengan unit OUTPUT yaitu motor, layar monitor, dan printer. Kemudian terhubung juga dengan bagian unit memori. Saat melakukan fungsinya, begini cara kerjanya berdasarkan urutannya, yaitu:
- Fetching atau Penjemputan: mikroprosesor mengambil instruksi dan data yang diperlukan dari unit memori.
- Decoding atau Pembacaan Sandi: menerjemahkan instruksi dan data.
- Execution atau Pelaksanaan Instruksi: melaksanakan apa yang diinstruksikan hingga ada instruksi STOP. Seperti melakukan perhitungan matematika atau logika, atau juga memindahkan data. Hasil eksekusi tersebut dikirimkan dalam bentuk biner (1 dan 0) ke unit OUTPUT.
Di antara proses yang dikerjakan di atas, Register Array berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara. Kemudian ALU melakukan tugasnya untuk menjalankan berbagai fungsi komputasi.
Berbagai Keunggulan Mikroprosesor
Melihat cara kerjanya, tidak mengherankan jika orang menyebut komponen ini sebagai otak dari sebuah komputer. Meskipun sebenarnya, komponen ini menjalankan proses dari ingatan yang ada dalam unit memori. Namun keduanya memang bekerja sama yang memiliki fungsi sangat penting.
1. Ukuran Kecil dan Portabel
Mengingat betapa besar fungsinya, namun ukuran komponen ini ternyata bisa amat kecil. Walaupun digunakan untuk sistem komputer yang rumit. Ini disebabkan oleh kemajuan teknologi integrasi yang berskala besar, sehingga ukuran sistem komputer bisa dibuat amat kecil hanya beberapa milimeter saja.
Ukuran yang kecil ini juga membuatnya portabel atau mudah dibawa atau dipindahkan ke perangkat lain. Termasuk juga karena konsumsi dayanya rendah.
2. Kecepatan Tinggi
Karena dikembangkan terus melalui teknologi canggih, maka komponen ini bisa menjalankan jutaan instruksi dalam hitungan detik. Artinya teknologi membuat komponen ini bisa bekerja dengan kecepatan yang amat tinggi.
3. Biaya Rendah
Hal ini dimungkinkan karena bentuk atau kemasan komponen ini berbentuk CHIP IC atau sirkuit terintegrasi. Dengan begitu harganya juga jadi lebih terjangkau.
4. Serba Guna dan Bisa Diandalkan
Chip ini bisa digunakan untuk berbagai aplikasi berbeda hanya dengan mengubah program atau instruksi yang tersimpan di dalam unit memori. Komponen ini juga bisa diandalkan (reliable) karena rendah tingkat kegagalannya akibat teknologi semikonduktor yang dimilikinya.
5. Konsumsi Daya Rendah
Mikroprosesor dihasilkan menggunakan teknologi semi konduktor oksida logam yang disebut MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Sistem kerjanya menggunakan mode cut-off (mode saturasi) yang membuat konsumsi dayanya rendah.
Karakteristik Mikroprosesor
Berikut adalah karakteristik penting dari komponen berkecepatan tinggi namun berbentuk kecil ini:
1. Internal Data Bus Size
Merupakan jumlah saluran yang terdapat dalam komponen ini. Dinyatakan dalam jumlah bit yang bisa ditransfer antar sesama unit di dalam komponen. Contohnya 16 bit, 32 bit, 64 bit, dan lainnya.
2. Eksternal Data Bus Size
Hampir serupa dengan internal data hanya saja jumlah saluran tersebut memindahkan data ke komponen lain di luar mikroprosesor.
3 Memory Address Size
Merupakan jumlah alamat memori yang dapat dituju oleh komponen ini secara langsung. Seperti 32-bit atau 64-bit seperti standar saat ini.
4. Clock Speed
Merupakan tingkat kecepatan (rate) dalam menuntun sistem kerja komponen. Biasanya diukur dengan standar Gigahertz atau GHz.
5. Fitur Khusus
Ada beragam fitur khusus yang dimiliki oleh komponen ini yang fungsinya untuk mendukung aplikasi. Seperti untuk melakukan proses floating point, atau yang berhubungan dengan multimedia, dan fitur lainnya.
Tipe Dasar Mikroprosesor dan Contohnya
Komponen ini memiliki tiga tipe dasar yang tersedia di pasaran dan masing-masing memiliki contoh yang bisa dikenali, yaitu:
1. CISC (Complex Instruction Set Computer)
Sesuai dengan namanya, instruksi yang diterima oleh komponen ini umumnya berbentuk kompleks. Artinya memiliki banyak instruksi tingkat rendah. Misalnya menyimpan data ke memori, melakukan operasi dasar, memuat data dari memori dan berbagai instruksi lainnya.
Contoh dari CISC yang umum adalah Intel 486, Pentium, Pentium II, Pentium Pro, dan sejenisnya.
2. RISC (Reduced Instruction Set Computer)
Masih sesuai dengan namanya, instruksinya tidak serumit CISC karena dikurangi dan dibuat cukup sederhana. Karena itu bisa dijalankan dengan kecepatan tinggi dan selesai dalam satu siklus “clock”.
Contoh dari RISC yang umum adalah DEC Alpha 21064, DEC Alpha 21164, IBM RS6000, dan sejenisnya.
3. EPIC (Explicit Parallel Instruction Computation)
Menggunakan komponen seperti ini akan memungkinkan perhitungan paralel dengan memanfaatkan sistem penyusun (compiler). Instruksi yang kompleks bisa diproses dengan “clock” yang lebih sedikit. Instruksi yang diberikan juga dibuat kode dalam 128-bit sepeti bundel.
Setiap bundel bisa berisi tiga instruksi yang diberi kode dalam 41-bit dan template 5-bit. Template inilah yang memiliki informasi tentang jenis instruksi dan mana yang bisa dijalankan secara paralel. Contohnya adalah IA-64 (Intel Architecture-64) dan sejenisnya.
Perbedaan antara Mikroprosesor dengan Mikrokontroler
Sebenarnya kedua komponen tersebut sama-sama merupakan komponen internal dalam berbagai perangkat elektronik. Mikroprosesor biasa disebut sebagai CPU, komponen ini bekerja dan berfungsi sebagai pusat pengendalian dan pengolahan pada sistem komputer mikro.
Sedangkan mikrokontroler merupakan unit komputasi dasar yang merupakan komputer yang amat kecil namun memiliki sistem RAM, ROM, dan I/O sendiri dan semuanya ada dalam satu chip kecil. Biasa digunakan untuk berbagai aplikasi seperti akuisisi data, telekomunikasi, sistem pengendalian, dan lainnya.
Kesimpulan
Penggunaan mikroprosesor memang sangat mendukung kerja sebuah perangkat elektronik. Keberadaannya membantu manusia dalam melakukan pemrosesan pada sistem digital komputer. Sehingga bisa melakukan komputasi dan kendali pada beragam perangkat yang digunakan manusia.
